DE69114072T2 - Magnetic head drum and process for its manufacture. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetkopftronunel oder einen Zylinder zur Verwendung bei einer Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung vom Schrägspur Typ, wie ein VTR, R-DAT oder dergleichen.The present invention relates to a magnetic head cartridge or cylinder for use in a helical scan type magnetic recording and reproducing apparatus such as a VTR, R-DAT or the like.
Bei VTR-, R-DAT- oder ähnlichen Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtungen vom Schrägspur-Typ wird die gewünschte Information auf Magnetbändern aufgezeichnet und von diesen mittels rotierender Magnetköpfe wiedergegeben. Die rotierenden Magnetköpfe sitzen auf einer rotierenden Kopftrommel oder einem Zylinder. Bislang wurde die Kopftrommel aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Da jedoch das Magnetband in Gleitkontakt mit der Oberfläche des Äußenumfangs des Kopftrommesystems gehalten wird, tendiert die Kopftrommel zu schnellem Verschleiß, insbesondere an der Führungskante zur Führung der Magnetbandkante. Ein derartiger, übermäßig großer Abrieb der Kopftrommel verursacht ein Kompatibilitätsproblem.In VTR, R-DAT or similar helical scan type magnetic recording and reproducing devices, desired information is recorded on magnetic tapes and reproduced from them by means of rotating magnetic heads. The rotating magnetic heads are mounted on a rotating head drum or cylinder. Traditionally, the head drum has been made of aluminum alloy. However, since the magnetic tape is held in sliding contact with the surface of the outer periphery of the head drum system, the head drum tends to wear quickly, particularly at the leading edge for guiding the magnetic tape edge. Such excessive abrasion of the head drum causes a compatibility problem.
Hinsichtlich des obenstehenden Nachteils war es früher üblich, Kopftrommeln aus einer Aluminiumlegierung, wie AC8B, zu verwenden, welches eine Al-Si-Cu-Mg-Legierung mit erhöhtem Si-Gelialt ist, oder AHS, welches ein eutektisches, dehnbares Material ist, das 10 bis 20 % Si enthält. Da jedoch keine ausreichende Beständigkeit durch die obenstehenden Aluminiumiegierungen (AC8B, AHS) erzielt wird, werden Kopftrommeln gegenwärtig aus dem Pulver einer Al-Si-Legierung hergestellt, welche 20 bis 30 % Si enthalten.In view of the above disadvantage, it was previously common to use head drums made of an aluminum alloy such as AC8B, which is an Al-Si-Cu-Mg alloy with an increased Si content, or AHS, which is a eutectic ductile material containing 10 to 20% Si. However, since sufficient durability is not achieved by the above aluminum alloys (AC8B, AHS), head drums are currently made of the powder of an Al-Si alloy containing 20 to 30% Si.
Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 56-156956 offenbart eine Kopftrommel, welche eine Oberfläche für den Gleitkontakt mit einem Magnetband hat, wobei die Oberfläche durch eine Oberflächenschicht bereitgestellt wird, welche aus einem abriebbeständigen Material besteht, das sich von dem Material der Kopftrommel selbst unterscheidet. Die Oberflächenschicht wird an die Kopftrommel durch Druckpassung, Dehnpassung, Klebeverbindung, Einlageformung oder dergleichen gebunden.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 56-156956 discloses a head drum having a surface for sliding contact with a magnetic tape, the surface being provided by a surface layer made of an abrasion-resistant material different from the material of the head drum itself. The surface layer is bonded to the head drum by pressure fitting, stretch fitting, adhesive bonding, insert molding or the like.
Die Kopftrommeln, die aus dem Pulver einer Al-Si-Legierung bestehen, welche 20 bis 30 % Si enthält, sind unvorteilhaft, indem die Materialkosten 4 bis 5 Mal höher sind als bei gewöhnlichen Aluminiumlegierungen sind. Zudem können diese, da die gesamten Kopftrommeln aus abriebbeständigem Material bestehen, leicht durch Schneidemaschinen, Bohrer und Schneidschrauben mechanisch bearbeitet werden, oder sie erfordern zahlreiche mechanische Bearbeitungsschritte, bis sie angefertigt sind.The head drums made of Al-Si alloy powder containing 20 to 30% Si are disadvantageous in that the material cost is 4 to 5 times higher than that of ordinary aluminum alloys. In addition, since the entire head drums are made of abrasion-resistant material, they can be easily machined by cutting machines, drills, and tapping screws, or they require numerous mechanical processing steps to be manufactured.
Da die Kopftrommel eine Oberflächenschicht aufweist, ist es erforderlich, die Oberflächenschicht getrennt herzustellen und ebenfalls erforderlich, die Oberflächenschicht an die Kopftrommel selbst durch Druckpassung, Dehnpassung, Klebeverbindung, Einlageformung oder dergleichen zu binden. Da es eine klare Abgrenzung zwischen der Kopftrommel selbst und der Oberflächenschicht gibt, sind diese nicht mit ausreichender Haftfestigkeit aneinander gebunden, oder die Oberflächenschicht löst sich leicht ab.Since the head drum has a surface layer, it is necessary to manufacture the surface layer separately and also necessary to bond the surface layer to the head drum itself by pressure fitting, expansion fitting, adhesive bonding, insert molding or the like. Since there is a clear boundary between the head drum itself and the surface layer, they are not bonded together with sufficient adhesive strength or the surface layer is easily peeled off.
Hinsichtlich der zuvor erwähnten Nachteile bei herkömmlichen Kopftrommeln ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Koptfrommel oder einen Zylinder zum Tragen rotierender Köpfe für die magnetische Aufzeichnung vorzusehen, wobei die Kopftrommel eine fest damit verbundene abriebbeständige Schicht hat, aber dennoch genauso leicht mechanisch zu bearbeiten ist wie herkömmliche Kopftrommeln.In view of the aforementioned disadvantages of conventional head drums, it is an object of the present invention to provide a head drum or cylinder for supporting rotating heads for magnetic recording, the head drum having an abrasion-resistant layer firmly bonded thereto, but nevertheless being as easy to machine as conventional head drums.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer derartigen Kopftromniel oder Zylinders.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a head drum or cylinder.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nach Anspruch 1 eine Kopftrommel zum Tragen eines Magnetkopfes für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe vorgesehen, welche einen Innenkörper aus einer Aluminiumlegierung und eine abriebbeständige Schicht aus einer gesinterten Pulverlegierung, welche um den Außenumfang des Innenkörpers in mindestens einem Bereich für den Gleitkontakt mit einem länglichen Magnetaufzeichnungsmedium angeordnet ist, umfaßt, wobei die abriebbeständige Schicht eine Dicke von mindestens 0,2 mm hat, und die gesinterte Pulverlegierung aus einer Pulverlegierung aus 17 bis 38 % Si, 0,5 bis 5 % Cu 0,3 bis 5 % Mg und dem Rest Aluminium besteht.According to the present invention, there is provided a head drum for supporting a magnetic head for magnetic recording and reproducing, as set out in claim 1, which comprises an inner body made of an aluminum alloy and an abrasion-resistant layer made of a sintered powder alloy disposed around the outer periphery of the inner body in at least one region for sliding contact with an elongated magnetic recording medium, the abrasion-resistant layer having a thickness of at least 0.2 mm, and the sintered powder alloy consisting of a powder alloy of 17 to 38% Si, 0.5 to 5% Cu, 0.3 to 5% Mg and the balance aluminum.
Da die abriebbeständige Schicht, welche mindestens 0,2 mm dick ist, für den Gleitkontakt mit dem länglichen Magnetaufzeichnungsmedium vorgesehen ist, wird die Kopftrommel infolge des Gleitkontakts mit dem länglichen Aufzeichnungsmedium gegenüber Abrieb beständig gemacht.Since the abrasion-resistant layer, which is at least 0.2 mm thick, is provided for sliding contact with the elongated magnetic recording medium, the head drum is made resistant to abrasion due to the sliding contact with the elongated recording medium.
Die Si-Teilchen der Pulverlegierung haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 1 bis 8 µm.The Si particles of the powder alloy have an average diameter of 1 to 8 µm.
Der durchschnittliche Durchmesser der Teilchen aus Si, welcher zwischen 1 und 8 µm beträgt, ist dabei wirksam, die Abriebbeständigkeit der abriebbeständigen Schicht um mehr als das Zweifache als bei gewöhnlichen abriebbeständigen Legierungen zu erhöhen und auch zur Erzielung geringer Reibungseigenschaften.The average diameter of Si particles, which is between 1 and 8 µm, is effective in increasing the abrasion resistance of the abrasion-resistant layer by more than two times than that of ordinary abrasion-resistant alloys and also in achieving low friction properties.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch, gemäß Anspruch 6, ein Verfahren zur Herstellung einer Kopftrommel zum Tragen eines Magnetkopfes für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfaßt: Einsetzen eines festen Körpers aus einer Aluminiumiegierung in einen Behälter, Füllen einer Lücke zwischen dem festen Körper und dem Behälter mit einem Pulver aus einem abriebbeständigen Material, Sintern des Pulvers in der Lücke mittels von außen zu dem Behälter zugeführter Wärme, wodurch das gesinterte Pulver an den festen Körper gebunden wird, um so einen Rohling vorzusehen, Entfernen des Behälters aus dem Rohling und Schmieden des Rohlings zu einer Kopftrommel.According to the present invention, there is also provided, according to claim 6, a method for manufacturing a head drum for supporting a magnetic head for magnetic recording and reproducing, which comprises the steps of: inserting a solid body made of an aluminum alloy into a container, filling a gap between the solid body and the container with a powder made of an abrasion-resistant material, sintering the powder in the gap by means of heat supplied from the outside of the container, thereby bonding the sintered powder to the solid body to thereby provide a blank, removing the container from the blank, and forging the blank into a head drum.
Das gesinterte Pulver aus dem abriebbeständigen Material wird an die Aluminiumlegierung des festen Körpers fest gebunden, so daß diese fest aneinander haften.The sintered powder of the abrasion-resistant material is firmly bonded to the aluminum alloy of the solid body so that they adhere firmly to each other.
Die obenstehenden und noch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der als Beispiel dienenden Ausführungsformen hiervon, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen sind, in welchen gleiche Bezugsziffern für diesselben oder ähnliche Ziele stehen.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings in which like reference numerals refer to the same or similar objects.
Die Fig. 1 ist eine vertikale Querschnittansicht eines bei dem Herstellungsverfahren einer Kopftrommel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Behälters;Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of a container used in the manufacturing method of a head drum according to an embodiment of the present invention;
die Fig. 2 ist eine vertikale Querschnittansicht eines Zylinderrohlings, aus welchem der Behälter durch Trennschnitt entfernt wurde;Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of a cylinder blank from which the container has been removed by separating cutting;
die Fig. 3 ist eine vertikale Querschnittansicht eines der Scheibenrohlinge, welcher von dem in Fig. 2 gezeigten Zylinderrohling scheibenweise abgeschnitten wurde;Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of one of the disk blanks which has been sliced from the cylinder blank shown in Fig. 2;
die Fig. 4 ist eine vertikale Querschnittansicht einer Rohlingkomponente, welche aus dem in Fig. 3 gezeigten Scheibenrohling geschmiedet wurde;Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of a blank component forged from the disk blank shown in Fig. 3;
die Fig. 5 ist eine vertikale Querschnittansicht einer Kopfrommel, welche aus der in Fig. 4 gezeigten Rohlingkomponente durch mechanische Bearbeitung hergestellt wurde;Fig. 5 is a vertical cross-sectional view of a head drum machined from the blank component shown in Fig. 4;
die Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Kopftrommelsystems, welches aus oberen und unteren Kopftrommeln besteht;Fig. 6 is a perspective view of a head drum system consisting of upper and lower head drums;
die Fig. 7 ist eine mikroskopische Darstellung der Struktur einer Grenzfläche zwischen einer abriebbeständigen Schicht und einem Kopftrommelkörper, wobei die Struktur mit 100facher Vergrößerung dargestellt ist;Fig. 7 is a microscopic view of the structure of an interface between an abrasion-resistant layer and a head drum body, the structure being shown at 100x magnification;
die Fig. 8 ist eine mikroskopische Darstellung einer Grenzflächenstruktur einer Kopftrommel gemäß einer anderen Kopftrommel;Fig. 8 is a microscopic view of an interface structure of a head drum according to another head drum;
die Fig. 9 ist eine mikroskopische Darstellung der Struktur einer Grenzfläche zwischen einer abriebbeständigen Schicht und einem Kopftrommelkörper, wobei die Struktur in 400facher Vergrößerung dargestellt ist; undFig. 9 is a microscopic view of the structure of an interface between an abrasion-resistant layer and a head drum body, the structure being shown at 400x magnification; and
die Fig. 10 ist eine mikroskopische Darstellung einer Grenzflächenstruktur einer Kopftrommel gemäß einer anderen Kopftrommel.Fig. 10 is a microscopic view of an interface structure of a head drum according to another head drum.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Kopftrommel zum Tragen von Magnetköpfen für die magnetische Aufzeichnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben.A method of manufacturing a head drum for carrying magnetic heads for magnetic recording according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to Figures 1 to 5.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird zuerst ein fester extrudierter Körper 10 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der feste extrudierte Körper 10 kann aus einem Rohblock aus einer Aluminiumlegierung hergestellt werden, welcher mittels des Schmelz-Gieß-Verfahrens hergestellt werden kann. Die Aluminiumlegierung kann eine Al-Mg-Legierung, eine Al-Mg-Si- Legierung, eine Al-Cu-Legierung oder eine Al-Zn-Mg-Legierung sein. Beispielsweise wird eine durch A-2218 repräsentierte Legierung bei der veranschaulichten Ausführungsform verwendet. Der extrudierte Körper 10 wird in einen hohlen Zylinderbehälter 11 aus einer Aluminiumiegierung mit geschlossenem Boden eingesetzt. Der Innendurchmesser des Behälters 11 ist etwas größer als der Außendurchmesser des extrudierten Körpers 10, wobei eine kleine Lücke zwischen beiden gelassen ist.As shown in Fig. 1, a solid extruded body 10 is first prepared from an aluminum alloy. The solid extruded body 10 may be prepared from an ingot of an aluminum alloy, which may be prepared by the melt-casting method. The aluminum alloy may be an Al-Mg alloy, an Al-Mg-Si alloy, an Al-Cu alloy, or an Al-Zn-Mg alloy. For example, an alloy represented by A-2218 is used in the illustrated embodiment. The extruded body 10 is inserted into a hollow, closed-bottomed, aluminum alloy cylinder container 11. The inner diameter of the container 11 is slightly larger than the outer diameter of the extruded body 10, with a small gap left between them.
Die Lücke zwischen dem extrudierten Körper 10 und dem Behälter 11 wird mit einem Pulver 12 aus abriebbeständigem Material gefüllt. Bei dieser Ausführungsform besteht das Pulver 12 aus einer Pulverlegierung, welche 17 bis etwa 25 % Si, 0,5 bis etwa 5 % Cu, 0,3 bis etwa 5 % Mg und den Rest Aluminium enthält.The gap between the extruded body 10 and the container 11 is filled with a powder 12 of abrasion-resistant material. In this embodiment, the powder 12 consists of a powder alloy containing 17 to about 25% Si, 0.5 to about 5% Cu, 0.3 to about 5% Mg and the balance aluminum.
Nachdem das Pulver aus einem abriebbeständigen Material in die Lücke zwischen dem extrudierten Körper 10 und dem Behälter 11 gefüllt wurde, wird die obere Öffnung des Behälters 11 mit einer Abdeckung 13 bedeckt, mit welcher der Behälter 11 durch Hartlötung fest verschlossen wird. Die Abdeckung 13 ist mit einem Entlüflungsrohr 14 ausgestattet. Danach werden von außen auf den durch die Abdeckung 13 verschlossenen Behälter Hitze und Druck angewandt, wodurch ein Warmpressen des in die Lücke zwischen dem extrudierten Körper 10 und dem Behälter 11 gefüllten Legierungspulvers 12 bewirkt wird. Beispielsweise wird das Warmpressen bei einer Temperatur von 520ºC unter einem Druck von 1000 kg/cm² durchgeführt. Wenn das Legierungspulver 12 dem Warmpressen unterzogen wird, wird es zu einer abriebbeständigen Schicht 15 gesintert, welche fest an den Außenumfang des extrudierten Körpers 10 gebunden ist. Insbesondere werden zur gleichen Zeit, da das Legierungspulver 12 gesintert wird, die Legierung des Pulvers 12 und die Legierung des extrudierten Körpers 10 aneinander gebunden.After the powder of an abrasion-resistant material has been filled into the gap between the extruded body 10 and the container 11, the upper opening of the container 11 is covered with a cover 13, to which the container 11 is brazed is tightly closed. The cover 13 is provided with a vent pipe 14. Thereafter, heat and pressure are applied from the outside to the container closed by the cover 13, thereby causing hot pressing of the alloy powder 12 filled in the gap between the extruded body 10 and the container 11. For example, the hot pressing is carried out at a temperature of 520°C under a pressure of 1000 kg/cm². When the alloy powder 12 is subjected to the hot pressing, it is sintered into an abrasion-resistant layer 15 which is tightly bonded to the outer periphery of the extruded body 10. Specifically, at the same time as the alloy powder 12 is sintered, the alloy of the powder 12 and the alloy of the extruded body 10 are bonded to each other.
Anschließend wird der Behälter 11 durch Trennschnitt entfernt, und es bleibt ein Zylinderrohling, wie in Fig. 2 gezeigt, zurück. Der Zylinderrohling wird danach entlang den durch die gepunkteten und gestrichelten Linien gekennzeichneten Ebenen in Scheiben geschnitten, wodurch eine Vielzahl flacher Scheibenrohlinge erhalten werden, von denen eine in Fig. 3 gezeigt ist. Dann wird der Scheibenrohling zu einer Rohlingkomponente 16 (Fig. 4) geschmiedet, welche an ihrem Außenumfang die abriebbeständige Schicht 15 einschließt, wobei die Rohlingkomponente 16 selbst aus dem extrudierten Körper 10 besteht. Die Rohlingkomponente 16 wird danach zu einer magnetischen Kopftrommel 21, wie in Fig. 5 gezeigt, mechanisch verarbeitet.The container 11 is then removed by slitting, leaving a cylinder blank as shown in Fig. 2. The cylinder blank is then sliced along the planes indicated by the dotted and dashed lines to obtain a plurality of flat disk blanks, one of which is shown in Fig. 3. The disk blank is then forged into a blank component 16 (Fig. 4) which includes the abrasion-resistant layer 15 on its outer periphery, the blank component 16 itself consisting of the extruded body 10. The blank component 16 is then machined into a magnetic head drum 21 as shown in Fig. 5.
Die Kopftrommel 21 wird mit einer anderen Kopfirommel 22 verbunden, welche ebenfalls auf diesselbe Weise, wie obenstehend beschrieben, hergestellt wird, wodurch ein magnetisches Kopftrommelsystem zur Verwendung bei einem VTR, wie in Fig. 6 gezeigt, bereitgestellt wird. Wenn sich das magnetische Kopftrommelsystem im Einsatz befindet, wird ein Magnetband 23 um das Kopftrommelsystem geführt. Das untere Ende des Magnetbandes 23 wird mittels einer Führungskante 24 am Außenumfang der unteren Kopftrommel 22 geführt. Die obere Trommel 21 trägt einen Magnetkopf 25, welcher in Gleitkontakt mit dem Magnetband 23 gehalten wird.The head drum 21 is connected to another head drum 22 which is also manufactured in the same manner as described above, thereby providing a magnetic head drum system for use with a VTR as shown in Fig. 6. When the magnetic head drum system is in use, a magnetic tape 23 is wound around the head drum system. The lower end of the magnetic tape 23 is guided by a guide edge 24 on the outer circumference of the lower head drum 22. The upper drum 21 carries a magnetic head 25 which is held in sliding contact with the magnetic tape 23.
Wenn sich das Magnetkopfsystem um die eigene Achse dreht, tastet der Magnetkopf 25 das Magnetband 23 ab, um Information auf dem Magnetband 23 oder wiedergegebene Informationen von diesem gemäß dem Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren vom Schrägspur-Typ aufzuzeichnen.As the magnetic head system rotates about its own axis, the magnetic head 25 scans the magnetic tape 23 to record information on the magnetic tape 23 or reproduce information therefrom according to the helical scan type recording and reproducing method.
Die abriebbeständige Schicht 15 wird sich möglicherweise nicht notwendigerweise über die gesamte Oberfläche des Umfangs der Kopftrommel 21 erstrecken, sondern nur über den Bereich, welcher mit dem Magnetband 23 in Berührung kommt. Die abriebbeständige Schicht 15 sollte eine Dicke von 0,2 mm oder mehr haben. Bei dieser Ausführungsform haben die Si- Teilchen der Pulverlegierung der abriebbeständigen Schicht 5 einen durchschnittlichen Durchmesser in einem Bereich von 1 bis 4 µm. Die auf diese Weise hergestellte Kopftrommel hat eine Abriebbeständigkeit, welche etwa 3mal so groß ist wie die Abriebbeständigkeit einer herkömmlichen Kopftrommel, welche aus einer Aluminiumlegierung besteht, die 10 % Si oder 8 % Si enthält. Die Kopftrommel eignet sich zur Verwendung bei VTR-Geräten für den Heimgebrauch.The abrasion-resistant layer 15 may not necessarily extend over the entire surface of the periphery of the head drum 21, but only over the area that comes into contact with the magnetic tape 23. The abrasion-resistant layer 15 should have a thickness of 0.2 mm or more. In this embodiment, the Si particles of the powder alloy of the abrasion-resistant layer 5 have an average diameter in a range of 1 to 4 µm. The head drum thus manufactured has an abrasion resistance that is about 3 times as great as the abrasion resistance of a conventional head drum made of an aluminum alloy containing 10% Si or 8% Si. The head drum is suitable for use in VTRs for home use.
Wie obenstehend beschrieben, weist jede der Kopftrommeln 21, 22 an ihrem Außenumfang die Schicht 15 aus einer gesinterten Pulverlegierung aus Aluminium auf, welche wegen des Reibkontakts mit dem Magnetband überaus beständig gegenüber Abrieb ist und auch geringe Reibungseigenschafien aufweist, und auch ihr Innenkörper ist aus einer Aluminiumiegierung aufgebaut, die sehr gut mechanisch bearbeitbar ist, da sie gemäß dem Schmelz-Gieß-Verfahren hergestellt wird. Die Abriebbeständigkeit der Kopftrommeln 21, 22 ist zumindest zweimal so hoch wie die Abriebbeständigkeit von herkömmlichen Kopftrommeln aus einer Si enthaltenden Aluminiumiegierung. Die Kopftrommeln 21, 22 haben auch eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Abrieb, welcher durch Berührung mit einem metallbeschichteten Band bewirkt wird.As described above, each of the head drums 21, 22 has on its outer periphery the layer 15 of a sintered powder alloy of aluminum which is highly resistant to abrasion due to the frictional contact with the magnetic tape and also has low friction properties, and its inner body is also constructed of an aluminum alloy which is highly machineable since it is manufactured according to the melt-casting method. The abrasion resistance of the head drums 21, 22 is at least twice as high as the abrasion resistance of conventional head drums made of an aluminum alloy containing Si. The head drums 21, 22 also have an improved resistance to abrasion caused by contact with a metal-coated tape.
Da nur der Außenumfang jeder der Kopftrommeln 21, 22 die Form der sehr dünnen abriebbeständigen Schicht 15 und des Innenkörpers aus der normalen Aluminiumlegierung aufweist, können sich die gesamten Kosten der Kopftrommeln auf 1/3 oder weniger der Kosten der Kopftrommeln belaufen, welche ganz aus einer gesinterten Pulverlegierung hergestellt sind. Folglich werden die Kosten der verwendeten Materialien beträchtlich reduziert. Insoweit die Kopftrommeln 21, 22, mit Ausnahme ihres Außenumfangs, aus einer mechanisch sehr gut bearbeitbaren Aluminiumiegierung bestehen, haben jegliche Schneidemaschinen, Bohrer oder Schneidschrauben, die zur mechanischen Bearbeitung der Kopftrommeln verwendet werden, eine lange Lebensdauer. Die gute mechanische Bearbeitbarkeit der Kopftrommeln 21, 22 reduziert die Zahl der zu deren mechanischen Bearbeitung erforderlichen Bearbeitungsschritte auf 2/3 oder weniger der Anzahl der Bearbeitungsschritte für herkömmliche Kopftrommeln aus einer gesinterten Pulverlegierung.Since only the outer periphery of each of the head drums 21, 22 has the shape of the very thin abrasion-resistant layer 15 and the inner body made of the normal aluminum alloy, the entire cost of the head drums can be 1/3 or less of the cost of the head drums made entirely of a sintered powder alloy. Consequently, the cost of the materials used is considerably reduced. Insofar as the head drums 21, 22, except for their outer periphery, are made of a highly machinable aluminum alloy, any cutting machines, drills or tapping screws used to machine the head drums have a long service life. The good machinability of the head drums 21, 22 reduces the number of machining steps required for machining them to 2/3 or less of the number of machining steps for conventional head drums made of a sintered powder alloy.
Bei jeder der Kopftrommeln 21, 22 besteht die abriebbeständige Schicht 15 aus einer gesinterten Legierung, und ihre Legierung ist fest an die Aluminiumlegierung des Innenkönpers der Kopftrommeln gebunden. Die Figuren 7 bis 10 dienen der Veranschaulichung für mikroskopische Photographien der Strukturen der Grenzflächen zwischen der abriebbeständigen Schicht 15 und dem Innenkörper, und zwar in unterschiedlichen Vergrößerungen von verschiedenen Kopftrommeln gemäß der vorliegenden Erfindung. Die mikroskopischen Darstellungen der Figuren 7 bis 10 zeigen, daß die Strukturen der Aluminiumlegierung der abriebbeständigen Schicht und des Innenkörpers im Grenzbereich zwischen diesen fest aneinander gebunden sind.With every of the head drums 21, 22, the abrasion-resistant layer 15 is made of a sintered alloy, and its alloy is firmly bonded to the aluminum alloy of the inner body of the head drums. Figures 7 to 10 are illustrative microscopic photographs of the structures of the interfaces between the abrasion-resistant layer 15 and the inner body, at different magnifications of various head drums according to the present invention. The microscopic representations of Figures 7 to 10 show that the aluminum alloy structures of the abrasion-resistant layer and the inner body are firmly bonded to one another in the interface region between them.
Eine Pulverlegierung aus Aluminium, welche 23 bis 28 % Si, 0,5 bis 5 % Cu, 0,3 bis 5 % Mg und den Rest Aluminium enthält, wurde verwendet, um eine abriebbeständige Schicht 15 herzustellen, wobei die Si-Teilchen einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 2 bis 5 µm haben. Als die Pulverlegierung aus Aluminium gesintert wurde, wurde eine abriebbeständige Schicht 15 mit einer Dicke von mindestens 0,2 mm am Außenumfang der Kopftrommel gebildet. Die Aluminiumlegierung eines extrudierten Innenkörpers 10 war die gleiche wie die bei der obenstehenden Äusführungsform 1 verwendete.An aluminum powder alloy containing 23 to 28% Si, 0.5 to 5% Cu, 0.3 to 5% Mg and the balance aluminum was used to prepare an abrasion-resistant layer 15 with the Si particles having an average diameter in the range of 2 to 5 µm. When the aluminum powder alloy was sintered, an abrasion-resistant layer 15 with a thickness of at least 0.2 mm was formed on the outer periphery of the head drum. The aluminum alloy of an extruded inner body 10 was the same as that used in the above embodiment 1.
Die Kopftrommeln 21, 22, welche jeweils die abriebbeständige Schicht 15 aus der obenstehenden Pulverlegierungszusammensetzung hatten, eigneten sich zur Verwendung bei Kopftrommelsystemen für Geräte für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe im mittleren und oberen Bereich.The head drums 21, 22 each having the abrasion-resistant layer 15 made of the above powder alloy composition were suitable for use in head drum systems for mid-range and high-end magnetic recording and reproducing devices.
Eine Pulverlegierung aus Aluminium, welche 27 bis 38 % Si, 0,5 bis 5 % Cu, 0,3 bis 5 % Mg und den Rest Aluminium enthält, wurde zur Herstellung einer abriebbeständigen Schicht 15 verwendet, wobei die Si-Teilchen einen durchschnittlichen Durchmesser in einem Bereich von 2 bis 8 µm hatten. Als die Pulverlegierung aus Aluminium gesintert wurde, hatte die resultierende abriebbeständige Schicht 15 eine Dicke von 0,2 mm oder mehr. Die Aluminiumlegierung eines extrudierten Innenkörpers 10 war die gleiche wie die bei der obenstehenden Ausführungsform 1 verwendete.An aluminum powder alloy containing 27 to 38% Si, 0.5 to 5% Cu, 0.3 to 5% Mg and the balance aluminum was used to prepare an abrasion-resistant layer 15 wherein the Si particles had an average diameter in a range of 2 to 8 µm. When the aluminum powder alloy was sintered, the resulting abrasion-resistant layer 15 had a thickness of 0.2 mm or more. The aluminum alloy of an extruded inner body 10 was the same as that used in the above embodiment 1.
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